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Unterschied zwischen optischer Faser und Koaxialkabel

Die Computer und andere elektronische Geräte übertragen die Daten von einem Gerät zum anderen in Form von Signalen und unter Verwendung eines Übertragungsmediums. Die Übertragungsmedien können grundsätzlich in zwei geführte und ungeführte Typen eingeteilt werden.

Unguided media ist eine drahtlose Kommunikation, die elektromagnetische Wellen durch Verwendung von Luft als Medium überträgt und auch im Vakuum Daten übertragen kann, ohne dass ein physikalischer Leiter erforderlich ist. Geführte Medien benötigen ein physikalisches Medium, um Signale wie z. B. Kabel zu übertragen. Geführte Medien werden auf drei Arten klassifiziert: Twisted-Pair-Kabel, Koaxialkabel und Glasfaserkabel. In diesem Artikel wird der Unterschied zwischen Glasfaser- und Koaxialkabel erläutert.

Die optische Faser ist im Wesentlichen ein geführtes Medium, das die Signale von einem Gerät zum anderen in Form von Licht (optische Form) überträgt. Während das Koaxialkabel die Signale in elektrischer Form überträgt.

Vergleichstabelle

Basis zum VergleichOptische FaserKoaxialkabel
BasicDie Übertragung des Signals erfolgt in optischer Form (Lichtform).Die Übertragung des Signals erfolgt in elektrischer Form.
Zusammensetzung des KabelsGlas und KunststoffeKunststoff, Metallfolie und Metalldraht (in der Regel Kupfer).
KabelverlusteDispersion, Biegung, Dämpfung und Dämpfung.Resistiver, abgestrahlter und dielektrischer Verlust.
EffizienzHochNiedrig
Kosten
Sehr teuer
Weniger teuer
BiegeeffektKann die Signalübertragung beeinträchtigen.Das Biegen des Drahts beeinflusst die Signalübertragung nicht.
Datenübertragungsrate2 Gbit / s44, 736 Mbps
Installation des KabelsSchwerEinfach
Bandbreite zur Verfügung gestellt
Sehr hoch
Mittelhoch
Äußeres MagnetfeldBeeinflusst das Kabel nichtBeeinflusst das Kabel
GeräuschunempfindlichkeitHochMittlere
Durchmesser des KabelsKleinerGrößer
Gewicht des KabelsLeichterVergleichsweise schwerer

Definition von Lichtwellenleiter

Wie zuvor erwähnt, ist die optische Faser eine Art geführte Medien. Es besteht aus Glas, Kieselsäure und Kunststoff, wobei die Signale in Form von Licht übertragen werden. Lichtleiter verwenden das Prinzip der Totalreflexion, um Licht durch den Kanal zu leiten. Die strukturelle Zusammensetzung einer optischen Faser umfasst Glas oder ultrareines Quarzglas, das von einem Mantel aus weniger dichtem Glas oder Kunststoff umgeben ist. Die Ummantelung ist mit einem Puffer entweder lose oder dicht überzogen, um sie vor Feuchtigkeit zu schützen. Schließlich wird das gesamte Kabel von einer äußeren Umhüllung umhüllt, die aus einem Material wie Teflon, Kunststoff oder Faserkunststoff usw. besteht.

Die Dichte der beiden Materialien wird so aufrechterhalten, dass der durch den Kern laufende Lichtstrahl von der Ummantelung reflektiert wird und nicht darin gebrochen wird. In der optischen Faser wird die Information in Form eines Lichtstrahls als Folge von Ein- und Ausblitzen codiert, die 1 und 0 bedeuten .

Glasfaserkabel bestehen aus Glas und sind empfindlich, was die Installation schwierig macht. Der Repeater befindet sich je nach Art der Faser bei 2 km bis 20 km. Es gibt zwei Arten von Glasfasern, Multimode und Singlemode. Die Multimodefaser hat zwei Varianten: Stufenindex und Gradientenindexfaser. LED und Laser können als Lichtquelle des optischen Kabels verwendet werden.

Verluste

Bei Glasfaserkabeln tritt der Energieverlust auf, wenn das Licht von einem Ort zum anderen gerät, was als Dämpfung bezeichnet wird . Die Abschwächung wird verursacht, wenn das folgende Phänomen Absorption, Dispersion, Biegung und Streuung auftritt. Die Dämpfung hängt von der Kabellänge ab.

  • Absorption - Die Lichtintensität wird durch Erwärmung der Ionenverunreinigungen zum Ende der Faser schwächer und wird als Absorption von Lichtenergie bezeichnet.
  • Dispersion - Wenn das Signal die Faser durchläuft, folgt es nicht immer demselben bestimmten Pfad. Dadurch wird es stark verzerrt.
  • Biegen - Dieser Verlust tritt aufgrund der Biegung des Kabels auf, es entstehen zwei Bedingungen. Im ersten Zustand wird das gesamte Kabel gebogen, was die weitere Reflexion des Lichts oder den Verlust der Ummantelung einschränkt. Im zweiten Zustand ist nur die Ummantelung etwas verbogen, wodurch das Licht in den verschiedenen Winkeln unnötig reflektiert wird.
  • Streuung - Der Verlust wird aufgrund der schwankenden mikroskopischen Materialdichte oder bei schwankenden Dichten erzeugt.

Definition von Koaxialkabel

Das Koaxialkabel überträgt die Signale in Form von Elektronen und Niederspannungsstrom. Es besteht aus einem Leiter (normalerweise Kupfer), der in der Mitte oder im Kern angeordnet ist und von einer Isolierhülle umgeben ist. Die Hülle ist auch in einem Außenleiter aus einem Metallgeflecht, einer Folie oder einer Kombination aus beiden eingeschlossen. Die äußere metallische Umhüllung wirkt als Abschirmung gegen das Rauschen und vervollständigt die Schaltung als zweiten Leiter.

Der äußere metallische Leiter ist ebenfalls mit einer Kunststoffummantelung umgeben, um das gesamte Kabel zu schützen. Koaxialkabel sind eine gute Alternative zu einem Ethernetkabel. Die Koaxialkabel werden am häufigsten im Kabelfernsehen zur Verteilung der Fernsehsignale verwendet.

Verluste

Die durch ein Koaxialkabel erzeugte Verlustleistung wird durch den Begriff Dämpfung bestimmt und kann durch die Länge und Frequenz des Kabels beeinflusst werden. Die Dämpfung kann mit zunehmender Länge zunehmen. Es werden auch verschiedene Verluste wie Widerstandsverlust, Dielektrizitätsverlust und Strahlungsverlust erzeugt.

  • Widerstandsverlust - Dieser entsteht durch den Widerstand der Leiter und der fließende Strom erzeugt Wärme. Der Skin-Effekt begrenzt den tatsächlichen Bereich, in dem der Strom fließt, wird jedoch durch die steigende Frequenz immer deutlicher. Der Widerstandsverlust dehnt sich als Quadratwurzel der Frequenz aus. Um den Verlust zu überwinden, können mehradrige Leiter verwendet werden.
  • Dielektrischer Verlust - Ein weiterer großer Verlust entsteht aufgrund des Frequenzanstiegs, er steigt jedoch im Gegensatz zum Widerstandsverlust linear an.
  • Strahlungsverlust - Der Strahlungsverlust ist geringer als der Widerstand und der dielektrische Verlust, den er erzeugen kann, wenn ein Kabel ein schlechtes Außengeflecht hat. Die Leistungsabstrahlung führt zu Interferenzen, bei denen die Signale an einem Punkt vorhanden sein können, an dem sie nicht benötigt werden.

Hauptunterschiede zwischen Glasfaser- und Koaxialkabel

  1. Die optische Faser überträgt die Signale in optischer Form, während das Koaxialkabel das Signal in Form von Elektrizität überträgt.
  2. Das Glasfaserkabel besteht aus Glasfaser und Kunststoff. Im Gegensatz dazu besteht das Koaxkabel aus Metalldraht (Kupfer), Kunststoff und Metallgeflecht.
  3. Die optische Faser ist effizienter als ein Koaxialkabel, da sie eine höhere Störfestigkeit aufweist.
  4. Optisches Kabel ist teurer als Koaxialkabel.
  5. Der Effekt der Biegung des Kabels ist im Fall einer optischen Faser negativ. Das Koaxialkabel bleibt dagegen von der Biegung unberührt.
  6. Die optische Faser bietet hohe Bandbreiten- und Datenraten. Im Gegenteil, die Bandbreite und die Datenraten, die das Koaxkabel bietet, sind mäßig hoch, aber geringer als bei optischen Kabeln.
  7. Koaxialkabel können einfach installiert werden, während die Installation eines optischen Kabels einen besonderen Aufwand und Sorgfalt erfordert.
  8. Die optische Faser ist leicht und hat einen kleinen Durchmesser. Umgekehrt ist ein Koaxialkabel schwerer und hat einen großen Durchmesser.

Vorteile und Nachteile Optical Fiber

Vorteile

  • Geräuschresistenz - Da Glasfaserkabel Licht anstelle von Elektrizität verwenden, ist Rauschen kein Problem. Fremdlicht könnte möglicherweise Interferenzen verursachen, aber das ist bereits durch den Außenmantel vom Kanal blockiert.
  • Weniger Dämpfung - Die Übertragungsdistanz ist deutlich größer als bei allen anderen geführten Medien. Bei Glasfaserkabeln kann ein Signal kilometerweit laufen, ohne dass eine Regeneration erforderlich ist.
  • Höhere Bandbreite - Glasfaserkabel können eine höhere Bandbreite übertragen.
  • Geschwindigkeit - Ermöglicht höhere Übertragungsraten.

Nachteile

  • Kosten - Lichtwellenleiter sind teuer, weil sie präzise hergestellt werden müssen und eine Laserlichtquelle viel kostet.
  • Installation und Wartung - Ein rauer oder gerissener Kern der optischen Faser kann das Licht streuen und das Signal unterbrechen. Alle Verbindungen müssen perfekt poliert, ausgerichtet und lichtdicht sein. Es verwendet unkomplizierte Werkzeuge zum Schneiden und Crimpen, was die Installation und Wartung erschwert.
  • Zerbrechlichkeit - Glasfasern sind empfindlicher und brechen leichter als ein Draht.

Vorteile und Nachteile von Koaxialkabeln

Vorteile

  • Frequenzcharakteristik - Koaxialkabel haben im Vergleich zu Twisted-Pair-Kabeln eine bessere Frequenzcharakteristik.
  • Anfälligkeit für Interferenzen und Übersprechen - Aufgrund des konzentrischen Aufbaus des Kabels ist es weniger anfällig für Interferenzen und Übersprechen.
  • Signalisierung - Das Koaxialkabel unterstützt sowohl analoge als auch digitale Signalisierung.
  • Kosten - Es ist billiger als Glasfaser.

Nachteile

  • Vom Signal zurückgelegte Entfernung - Ein Repeater wird für jeden Kilometer benötigt, wenn die kommunizierenden Geräte weiter entfernt sind.

Fazit

Die optische Faser ist hinsichtlich der Datenübertragungsgeschwindigkeit, der Stör- und Störfestigkeit, der Abmessungen, der Bandbreite, der Verluste usw. effizienter als ein Koaxialkabel. Koaxialkabel sind jedoch billiger, leicht verfügbar und installiert, und das Biegen des Kabels beeinflusst die Signalisierung nicht im Kabel.

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